(57)【要約】【課題】ピエゾ素子の変位に際し、振動を適切に抑制することのできるピエゾアクチュエータの駆動装置を提供する。【解決手段】ピエゾ素子Ｐａ、充放電コイル４６、コンデンサ４２、及び充電スイッチ４４の直列回路と、ピエゾ素子Ｐａ、充放電コイル４６、及び放電スイッチ５０の直列回路とを、充電スイッチ４４及び放電スイッチ５０の複数回のオン・オフ操作によって駆動することで、ピエゾ素子Ｐａの充電制御及び放電制御が行なわれる。オン・オフ操作によりピエゾ素子Ｐａとの間でやり取りされる電流量を増減させるに際し、オフ操作からオン操作への切り替えを、電流量がゼロとなる前に行った後、電流量がゼロとなることで行なうようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子とコイルとの直列回路を流れる電流量の増加制御及び減少制御を繰り返すことで、前記ピエゾ素子を充電するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記減少制御から前記増加制御への切り替えを、前記充電の初期に前記電流量がゼロとなる前に行い、その後、ゼロとなることで行う制御手段を備えることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ピエゾ素子、前記コイル及び給電手段の直列回路の途中に接続された充電スイッチのオン操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル、前記充電スイッチ及び前記給電手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記増加制御を行い、前記充電スイッチのオフ操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル及び整流手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記減少制御を行う請求項１記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子とコイルとの直列回路を流れる電流量の増加制御及び減少制御を繰り返すことで、前記ピエゾ素子を放電するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記減少制御から前記増加制御への切り替えを、前記放電の初期に前記電流量がゼロとなる前に行い、その後、ゼロとなることで行う制御手段を備えることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ピエゾ素子及び前記コイルの直列回路に接続された放電スイッチのオン操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル及び前記放電スイッチが直列接続された閉ループ回路を用いて前記増加制御を行い、前記放電スイッチのオフ操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル、整流手段及び前記ピエゾ素子の充電のための給電手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記減少制御を行う請求項３記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記増加制御から前記減少制御への切り替えを、前記増加制御としてから所定期間経過するときに行う請求項１〜４のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記増加制御から前記減少制御への切り替えを、前記電流量が所定の上限値に達するときに行う請求項１〜５のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記増減制御の初期において、前記電流量が所定の下限値まで減少することで前記減少制御から前記増加制御への切り替えを行う請求項１〜６のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記増減制御の回数、前記増減制御を行った時間、及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも１つに基づき、前記減少制御から前記増加制御への切り替えを前記電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定する請求項１〜７のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ素子の充電制御や放電制御を行なうピエゾアクチュエータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピエゾアクチュエータは、多数の圧電素子を積層した積層体（ピエゾスタック）等のピエゾ素子が圧電効果により伸縮するアクチュエータであり、例えば、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置において燃料噴射弁内に配設される。ピエゾアクチュエータは容量性の負荷であり、その充電と放電とで伸長状態と縮小状態とが切り替えられる。
【０００３】
図１４に示すように、ピエゾアクチュエータの充電制御や放電制御を行う駆動装置８０は、ピエゾ素子Ｐａ及びコイル８２とバッテリＢとの間に接続された充電スイッチ８４と、ピエゾ素子Ｐａ及びコイル８２の直列回路に接続された放電スイッチ８６とを操作する。具体的には、駆動装置８０の駆動方式としては、上記充電スイッチ８４や放電スイッチ８６を高速で複数回オン・オフ操作する降圧チョッパ方式が採用されている（特許文献１）。以下、これについて図１５を用いて詳述する。
【０００４】
図１５（ａ）は、充電スイッチ８４の操作態様の推移を、図１５（ｂ）は、放電スイッチ８６の操作態様の推移を、図１５（ｃ）は、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流（ピエゾ素子Ｐａに流入する電荷及びピエゾ素子Ｐａから流出する電荷）の推移を、図１５（ｄ）は、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる側の電圧の推移を、図１５（ｅ）は、ピエゾ素子Ｐａの変位の推移をそれぞれ示す。
【０００５】
図示されるように、充電制御時には、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が予め設定された電流値（充電時の電流の上限値）に達することで充電スイッチ８４がオン操作からオフ操作へと切り替えられる。また、放電制御時には、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が予め定められた電流値（放電時の電流の上限値）に達することで、放電スイッチ８６がオン操作からオフ操作へと切り替えられる。一方、充電スイッチ８４や放電スイッチ８６がオフ操作からオン操作へと切り替えられるタイミングは、ピエゾ素子Ｐａとの間でやり取りされる電流量が「０」となるときとされている（図中、ゼロクロス）。
【０００６】
ただし、上記態様にてオフ操作からオン操作への切り替えを行うと、充電制御時には、ピエゾ素子Ｐａの伸長は上記電流量（ピエゾ素子Ｐａに流入する電荷量）が「０」となったところで止まり、また、放電制御時には、ピエゾ素子Ｐａの収縮は上記電流量（ピエゾ素子から流出する電荷量）が「０」となったところで止まる。そして、実際のピエゾ素子Ｐａの変位の測定結果は、図１５（ｅ）に示すように、ピエゾ素子Ｐａの慣性等のために電流ゼロのタイミングで変曲点を有した波打ち形状となる。ピエゾ素子Ｐａがこのような態様にて変位すると、ピエゾ素子Ｐａの伸縮によって駆動される駆動対象部品がこの波打ち形状の変位に連動することで振動するため、駆動対象部品の挙動が不安定となるおそれがある。例えば、ピエゾ素子Ｐａが上記燃料噴射弁に備えられる場合には、駆動対象部品であるバルブ等の挙動が不安定となり、誤動作を引き起こしたり十分な噴射性能が出せない等のおそれがある。
【０００７】
こうした問題を回避すべく、特許文献２のように、電流がゼロとなる前にオフ操作からオン操作に切り替えるものを採用することも考えられる。ただし、この場合、次のような不都合が無視し得ない。まず第１に、充電スイッチ８４や放電スイッチ８６のオン・オフ操作の間、電流量の大きなところでオフ操作からオン操作への切り替えがされつづけるために、操作の切り替えに起因した磁束の変化によるノイズ（電磁ノイズ）が大きくなる。第２に、電流量の大きなところでオフ操作からオン操作への切り替えがされつづけるために、充電スイッチ８４や放電スイッチ８６の素子寿命が短くなる。第３に、電流量の大きなところでオフ操作からオン操作への切り替えがされつづけると、ピエゾ素子Ｐａの電圧の制御性が低下する。これは、上記オン・オフ操作にて充電制御や放電制御を行う場合、オフ操作に切り替えてから電流量がゼロとなるまでの総電流量を制御することができないことによる。上記のように電流量の大きなところでオフ操作からオン操作への切り替えがされつづけると、オン・オフ操作の終了時における電流量のピーク値も大きなものとなり、オン・オフ操作の終了時から電流量がゼロとなるまでの間の総電流量も大きなものとなる。これが、ピエゾ素子Ｐａに印加される電圧の制御性を低下させるのである。
【特許文献１】特開平１１−３１７５５１号公報
【特許文献２】欧州特許出願公開第１１３９４４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ピエゾ素子の変位に際し、振動を適切に抑制することが困難なことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、こうした目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
【００１０】
手段１では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子とコイルとの直列回路を流れる電流量の増加制御及び減少制御を繰り返すことで、前記ピエゾ素子を充電するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記減少制御から前記増加制御への切り替えを、前記充電の初期に前記電流量がゼロとなる前に行い、その後、ゼロとなることで行う制御手段を備えるようにした。
【００１１】
手段２では、手段１において、前記制御手段は、前記ピエゾ素子、前記コイル及び給電手段の直列回路の途中に接続された充電スイッチのオン操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル、前記充電スイッチ及び前記給電手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記増加制御を行い、前記充電スイッチのオフ操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル及び整流手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記減少制御を行うようにした。
【００１２】
なお、上記手段１及び手段２の電流量は、ピエゾ素子に流入する電荷量に相当する。
【００１３】
手段３では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子とコイルとの直列回路を流れる電流量の増加制御及び減少制御を繰り返すことで、前記ピエゾ素子を放電するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記減少制御から前記増加制御への切り替えを、前記放電の初期に前記電流量がゼロとなる前に行い、その後、ゼロとなることで行う制御手段を備えるようにした。
【００１４】
手段４では、手段３において、前記制御手段は、前記ピエゾ素子及び前記コイルの直列回路に接続された放電スイッチのオン操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル及び前記放電スイッチが直列接続された閉ループ回路を用いて前記増加制御を行い、前記放電スイッチのオフ操作により、前記ピエゾ素子、前記コイル、整流手段及び前記ピエゾ素子の充電のための給電手段が直列接続された閉ループ回路を用いて前記減少制御を行うようにした。
【００１５】
なお、上記手段３及び手段４の電流量は、ピエゾ素子から流出する電荷量に相当する。
【００１６】
電流量を増減させる際には、その初期において、電流量の増加制御への切り替えによって、ピエゾ素子を介して流れる電流量は、迅速に大きな値となる。換言すれば、電流の増加速度が大きい。このため、ピエゾ素子の変位量も大きなものとなっている。したがって、このときに減少制御から増加制御への切り替えが上記電流量がゼロとなるタイミングで行われると、ピエゾ素子の振動が顕著なものとなる。
【００１７】
一方、上記振動を抑制すべく、充電制御や放電制御の間中、減少制御から増加制御への切り替えを、電流量がゼロとなる前に行うと、様々な問題が生じることは上述したとおりである。
【００１８】
この点、上記手段１〜４では、上記電流量の増減制御の初期において、減少制御から増加制御への切り替えを、電流量がゼロとなる前に行うことで、ピエゾ素子の振動を好適に抑制することができる。また、その後、減少制御から増加制御への切り替えを、電流量がゼロとなることで行うようにすることで、この切り替えを充電制御や放電制御の間継続して電流量がゼロとなる前に行う場合に生じる諸問題を好適に抑制することも可能となる。したがって、手段１では、ピエゾ素子の変位に際し、振動を適切に抑制することができる。
【００１９】
手段５では、手段１〜４のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記増加制御から前記減少制御への切り替えを、前記増加制御としてから所定期間経過するときに行うようにした。
【００２０】
増減制御を繰り返す場合、増減制御の開始直後と比較して後期では、電流量の増加速度が低下する。更に、場合によっては、増加制御を続ける際、電流量が一旦上昇した後低下し始めることもある。
【００２１】
この点、上記構成によれば、増加制御から減少制御への切り替えを、増加制御としてから所定期間経過するときに行うことで、充電制御や放電制御を好適に行うことができる。更に、上記構成では、増減制御が継続されればされるほど、電流量のピーク値は小さくなる傾向にある。このため、増減制御の終了時、最後に増加制御から減少制御へ切り替えた時の電流量が低減されるため、ピエゾ素子の電圧値等を所定に制御する際の制御精度を向上させることもできる。
【００２２】
ちなみに、所定期間は、増加制御の後期において、増加制御によって増加した電流量が低下し始めるよりも短い期間とすることが望ましい。
【００２３】
手段６では、手段１〜５のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記増加制御から前記減少制御への切り替えを、前記電流量が所定の上限値に達するときに行うようにした。
【００２４】
上記構成によれば、上記電流量が過剰となることを好適に回避することができる。
【００２５】
特に、手段６が、手段５の構成を有する場合には、以下のような優れた作用効果を奏することができる。
【００２６】
増減制御の開始直後は、電流量の増加速度が大きなものとなる。このため、手段４によるように所定期間増加制御を行うとした場合、所定期間の設定態様によっては電流量が過剰となる懸念がある。そして、所定期間を短く設定することで、こうした懸念を回避する場合には、増減制御の後期において増加制御が過度に短くなり、電流量がほとんど上昇することがないまま減少制御へ切り替えられることがある。このため、充電制御や放電制御を適切に行うことができないことがある。
【００２７】
この点、上記構成では、増加制御から減少制御への切り替えを電流量が上限値まで達するときに行うことで、上述した懸念を回避することができる。
【００２８】
なお、上記手段１〜６のいずれかにおいては、手段７によるように、前記制御手段は、前記増減制御の初期において、前記電流量が所定の下限値まで減少することで前記減少制御から前記増加制御への切り替えを行うようにしてもよい。
【００２９】
手段８では、手段１〜７のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記増減制御の回数、前記増減制御を行った時間、及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも１つに基づき、前記減少制御から前記増加制御への切り替えを前記電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。
【００３０】
上記構成では、減少制御から増加制御への切り替えを電流量がゼロとなるタイミングで行ったときにピエゾ素子の振動が顕著なものとなる期間、換言すれば増減制御の初期の期間を適切に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるピエゾアクチュエータの駆動装置をディーゼルエンジンの燃料噴射弁が備えるアクチュエータの駆動装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１に、本実施形態のピエゾアクチュエータの駆動装置及びその周辺の部材の構成を示す。同図１に示されるように、本実施形態にかかるピエゾアクチュエータの駆動装置は、燃料噴射弁ＰＩを駆動すべく、ピエゾ素子Ｐａの充電制御及び放電制御を行なうものであり、中央処理装置等を有してディーゼルエンジンを制御する電子制御装置１と、ピエゾ素子Ｐａを駆動するための専用のハードウェアである制御回路２とを備えて構成されている。ちなみに、電子制御装置１や制御回路２には、バッテリＢから電力が供給される。
【００３３】
ここで、燃料噴射弁ＰＩの構造について、図２に基づいて説明する。
【００３４】
燃料噴射弁ＰＩは、そのボディ１０の先端に円柱状のニードル収納部１２が設けられている。そして、ニードル収納部１２には、その軸方向に変位可能なノズルニードル１４が収納されている。ノズルニードル１４は、ボディ１０の先端部に形成されている環状のニードルシート部１６に着座することで、ニードル収納部１２を外部（ディーゼルエンジンの燃焼室）から遮断する一方、ニードルシート部１６から離座することで、ニードル収納部１２を外部と連通させる。また、ニードル収納部１２には、（図示しない）コモンレールから高圧燃料通路１８へ供給された高圧燃料が供給される。
【００３５】
ノズルニードル１４の背面側（ニードルシート部１６と対向する側の反対側）は、背圧室２０に対向している。背圧室２０には、高圧燃料通路１８からの燃料がオリフィス２２を介して供給される。また、背圧室２０には、ノズルニードル１４をニードルシート部１６側へ押すニードルスプリング２４が備えられている。
【００３６】
背圧室２０は、ボール２６を介して低圧燃料通路２８に連通可能とされている。ボール２６は、その背面側が、環状のバルブシート部３０に着座することで、低圧燃料通路２８と背圧室２０とを遮断し、ボディ１０の先端側へ変位することで、低圧燃料通路２８と背圧室２０とを連通させる。
【００３７】
ボール２６のうちバルブシート部３０側は、プレッシャピン３２を介して小径ピストン３４と連結されている。小径ピストン３４の後部側は、小径ピストン３４よりも径の大きな大径ピストン３６の先端と対向している。そして、小径ピストン３４、大径ピストン３６、及びボディ１０の内周面によって変位伝達室３８が区画形成されている。変位伝達室３８には、例えば燃料等の適宜の流体が充填されている。
【００３８】
一方、大径ピストン３６は、そのボディ１０の後方側が上記ピエゾ素子Ｐａと連結されている。ちなみに、ピエゾ素子Ｐａは、大径ピストン３６と対向する側の裏面側がボディ１０に固定されている。
【００３９】
ピエゾ素子Ｐａは、複数の圧電素子が積層されてなる積層体（ピエゾスタック）を備え、これが圧電効果により伸縮することによりアクチュエータとして機能する。具体的には、ピエゾ素子Ｐａは、容量性の負荷であり、充電されることで伸長し、放電されることで縮小する。
【００４０】
ピエゾ素子Ｐａへ電流が供給されずピエゾ素子Ｐａが縮小状態にあるときには、高圧燃料通路１８の高圧燃料により力が及ぼされることから、ボール２６や小径ピストン３４はボディ１０の後方に位置することとなる。このとき、ボール２６により背圧室２０と低圧燃料通路２８とは遮断されている。このため、背圧室２０内の燃料圧力（コモンレール圧）及びニードルスプリング２４によって、ノズルニードル１４は、ボディ１０先端側へと押され、ニードルシート部１６に着座した状態(閉弁状態）となる。
【００４１】
一方、ピエゾ素子Ｐａに電流が供給されることでピエゾ素子Ｐａが伸長状態となると、ボール２６は、ボディ１０の先端側へ移動する。これにより、背圧室２０が低圧燃料通路２８と連通される。その結果、背圧室２０内の燃料の圧力が低下し、ニードル収納部１２内の高圧燃料がノズルニードル１４をボディ１０の後方へ押す力が、背圧室２０内の燃料及びニードルスプリング２４がノズルニードル１４をボディ１０の前方へ押す力よりも所定以上大きくなると、ノズルニードル１４は、ニードルシート部１６から離座した状態（開弁状態）となる。
【００４２】
次に、ピエゾ素子Ｐａの充電制御及び放電制御を行うための回路及び駆動装置について、図１に基づき説明する。
【００４３】
バッテリＢから供給される電力は、まず昇圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリＢの電圧（例えば「１２Ｖ」）を、ピエゾ素子Ｐａの充電制御のための高電圧（例えば「２００〜３００Ｖ」）に昇圧する。
【００４４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の昇圧電圧は、コンデンサ４２に印加される。コンデンサ４２は、その一方の端子がＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に接続され、また他方の端子が接地されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の昇圧電圧がコンデンサ４２に印加されると、コンデンサ４２はピエゾ素子Ｐａに供給するための電荷を蓄える。ちなみに、コンデンサ４２は、ピエゾ素子Ｐａへの一回の充電制御にかかる電荷の供給によってはその電圧がほとんど変化しないような容量（例えば「数１００μＦ」程度）を有することが望ましい。
【００４５】
コンデンサ４２のうちの高電位となる端子側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０側は、充電スイッチ４４と充放電コイル４６との直列接続体を介して、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側に接続されている。そして、ピエゾ素子Ｐａの低電位となる端子側は、抵抗４８を介して接地されている。ここで、充電スイッチ４４は、ＮチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタからなる。また、図中、ダイオード４４ａは、トランジスタが形成されることで形成される寄生ダイオードで、そのアノードが充放電コイル４６側に、またそのカソードがコンデンサ４２側にそれぞれ接続されている。
【００４６】
充電スイッチ４４と充放電コイル４６との間には、放電スイッチ５０の一方の端子が接続されており、放電スイッチ５０の他方の端子は、接地されている。ここで、放電スイッチ５０は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタからなる。ちなみに、図中、ダイオード５０ａは、このトランジスタが形成されることで形成されるものであり、そのアノードが接地側に、またカソードが充電スイッチ４４や充放電コイル４６側に接続されている。
【００４７】
本実施形態にかかる駆動装置は、ピエゾ素子Ｐａ及び充放電コイル４６とコンデンサ４２とに直列接続された充電スイッチ４４を操作することで、ピエゾ素子Ｐａを充電制御する。また、ピエゾ素子Ｐａ及び充放電コイル４６の直列回路に接続された放電スイッチ５０を操作することで、ピエゾ素子Ｐａを放電制御する。
【００４８】
具体的には、制御回路２は、駆動回路６０を介して充電スイッチ４４や、放電スイッチ５０をオン・オフ操作する。駆動回路６０は、コンデンサ４２の高電位となる端子側から給電され、充電スイッチ４４や放電スイッチ５０に高電圧を印加するドライバを備えて構成されている。
【００４９】
上記オン・オフ操作は、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電位や、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量（ピエゾ素子Ｐａに流入する電荷量、ピエゾ素子Ｐａから流出する電荷量）に基づき行われる。具体的には、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電位（ノードａの電位）は、電圧モニタ回路６２、波形処理回路６４を介して制御回路２に取り込まれる。ここで、電圧モニタ回路６２は、ピエゾ素子Ｐａの電圧を分圧することで、制御回路２によって扱うことのできる電圧とするための回路である。また、波形処理回路６４は、電圧モニタ回路６２の出力を波形整形する回路である。一方、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量は、ピエゾ素子Ｐａと抵抗４８との間の電位（ノードｂの電位）によって計測される。
【００５０】
ここで、本実施形態にかかるピエゾ素子Ｐａの充電制御及び放電制御について詳述する。
【００５１】
図３に、充電制御及び放電制御の態様を示す。ここで、図３（ａ）は、電子制御装置１から制御回路２に出力され、制御回路２に充電制御を指令する駆動信号の推移を示す。図３（ｂ）は、電子制御装置１から制御回路２に出力され、制御回路２に放電制御を指令する駆動信号の推移を示す。図３（ｃ）は、充電スイッチ４４の操作態様の推移を、図３（ｄ）は、放電スイッチ５０の操作態様の推移をそれぞれ示す。図３（ｅ）は、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流（ピエゾ素子Ｐａに流入する電荷、ピエゾ素子Ｐａから流出する電荷）の推移を、図３（ｆ）は、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる側の電圧の推移を、図３（ｇ）は、ピエゾ素子Ｐａの変位の推移をそれぞれ示す。
【００５２】
図示されるように、時刻ｔ１に、電子制御装置１から制御回路２に、充電制御を指令する駆動信号が出力されることで、制御回路２は、充電スイッチ４４のオン・オフ操作を開始する。具体的には、充電スイッチ４４がオン操作されることによって、図４（ａ）に示すように、コンデンサ４２、充電スイッチ４４、充放電コイル４６、ピエゾ素子Ｐａ、抵抗４８からなる閉ループ回路が形成される。これにより、コンデンサ４２の電荷がピエゾ素子Ｐａに充電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が増加する（電流量の増加制御）。一方、充電スイッチ４４のオン操作の後、充電スイッチ４４がオフ操作されることで、図４（ｂ）に示すように、充放電コイル４６、ピエゾ素子Ｐａ、抵抗４８、ダイオード５０ａからなる閉ループ回路が形成される。これにより、充放電コイル４６のフライホイールエネルギが、ピエゾ素子Ｐａに充電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が減少する（電流量の減少制御）。
【００５３】
上記態様にて充電スイッチ４４が操作されることで、ピエゾ素子Ｐａが充電され、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電位が上昇する。
【００５４】
一方、図３に示す時刻ｔ２において、電子制御装置１から制御回路２に、放電制御を指令する駆動信号が出力されると、制御回路２では、放電スイッチ５０のオン・オフ操作を開始する。具体的には、放電スイッチ５０がオン操作されることで、図５（ａ）に示すように、放電スイッチ５０、充放電コイル４６、ピエゾ素子Ｐａ、抵抗４８によって閉ループ回路が形成される。これにより、ピエゾ素子Ｐａが放電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が増加する（電流量の増加制御）。更に、放電スイッチ５０のオン操作の後、放電スイッチ５０がオフ操作されることで、図５（ｂ）に示すように、コンデンサ４２、ダイオード４４ａ、充放電コイル４６、ピエゾ素子Ｐａ、抵抗４８によって閉ループ回路が形成される。これにより、充放電コイル４６のフライホイールエネルギがコンデンサ４２に回収される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が減少する（電流量の減少制御）。
【００５５】
上記態様にて放電スイッチ５０が操作されることで、ピエゾ素子Ｐａが放電され、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電位が低下する。
【００５６】
特に、本実施形態では、充電制御及び放電制御に際し、オフ操作からオン操作への切り替えを、充電や放電の初期にはピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量がゼロとなる前に行い、その後、同電流量がゼロとなることで行うようにする。これは、以下の理由による。
【００５７】
オン・オフ操作の初期には、オン操作への切り替えにより、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量は、迅速に大きな値となる。換言すれば、オン・オフ操作の初期には、オン操作への切り替えによる電流の増大速度が大きい。このため、ピエゾ素子Ｐａの変位量も大きなものとなっている。したがって、このときにオフ操作からオン操作への切り替えが上記電流量がゼロとなるタイミングで行われると、図３（ｈ）に、充電制御時について拡大して破線にて示すように、ピエゾ素子Ｐａの変位が波打ち、顕著な振動を生じる。そして、この振動は、ピエゾ素子Ｐａによる駆動対象部品である大径ピストン３６や小径ピストン３４、ボール２６、更にはノズルニードル１４の挙動を不安定化させる。
【００５８】
この点、本実施形態では、充電制御及び放電制御ともに、オン・オフ操作の初期において、オフ操作からオン操作への切り替えを、電流量がゼロとなる前に行うことでピエゾ素子Ｐａの振動を好適に抑制することができる。また、その後、オフ操作からオン操作への切り替えを、電流量がゼロとなることで行うようにすることで、この切り替えを充電制御及び放電制御の間継続して電流量がゼロとなる前に行う場合に生じる諸問題を好適に抑制することも可能となる。
【００５９】
すなわち、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量の大きなところで行うと、操作の切り替えに起因した磁束の変化によるノイズ（電磁ノイズ）が大きくなる。これに対し、本実施形態では、オフ操作からオン操作への切り替えを充電制御や放電制御の初期にできるだけ短時間のみ行うことでこうした問題を抑制している。
【００６０】
また、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量の大きなところで行うと、充電スイッチ４４や放電スイッチ５０等の寿命が短くなる。これは、次の２つの理由による。まず第１に、電流量が大きい状態が続くことで、充電スイッチ４４や放電スイッチ５０等の温度が上昇するとの理由がある。第２に、電流が流れている状態でその流通方向を逆にしようとすると、普段より大きな電流が流れること等に起因して充電スイッチ４４や放電スイッチ５０等の寿命が短くなるとの理由がある。すなわち、充電制御時には、ダイオード５０ａが、また放電制御時には、ダイオード４４ａがこうした状況におかれることとなる。これに対し、本実施形態では、オフ操作からオン操作への切り替えを充電制御や放電制御の初期にできるだけ短時間のみ行うことでこうした問題を抑制している。
【００６１】
更に、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量の大きなところで行い続けると、ピエゾ素子Ｐａの電圧の制御性が低下する。すなわち、この場合、オン・オフ操作の終了時におけるオフ操作への切り替え時の電流量も大きなものとなり、オフ操作としてから電流量がゼロとなるまでの総電流量が大きくなる。一方、オフ操作をしてからは、電流量がゼロとなるまでに流れる総電流量を制御することはできない。そして、オフ操作をしてから電流量がゼロとなるまでの総電流量は、個体あるいは環境の変化によってばらつく。このため、図６（ａ）に斜線にて示すように、オン・オフ操作の終了時におけるオフ操作への切り替え時の電流量が大きいと、個体あるいは環境の変化によってピエゾ素子Ｐａに最終的に印加される電圧値がばらつくために噴射量等の制御性が低下する。これに対し、本実施形態では、オン・オフ操作の終了時におけるオフ操作への切り替え時の電流量を低減することが可能となる。
【００６２】
すなわち、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、所定期間Ｔｍａｘが経過するとオン操作からオフ操作への切り替えを行うために、オン・オフ操作を繰り返すうちに電流量のピーク値が徐々に低下する。これはオン・オフ操作を繰り返すことで、充電制御時には、ピエゾ素子Ｐａとコンデンサ４２との間の電位差が減少し、また、放電制御時には、ピエゾ素子Ｐａと接地との電位差が減少するため、オン操作に際しての電流の増加速度が低下していくためである。これにより、図６（ｂ）に斜線にて示すように、オン・オフ操作の終了時におけるオフ操作への切り替え時の電流量を小さくすることができる。
【００６３】
ここで、上記充電制御や放電制御の処理手順について、図７及び図８を用いて更に説明する。
【００６４】
図７に、充電制御の処理手順を示す。
【００６５】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、オン・オフ操作の回数をカウントするカウンタＮを初期値（「１」）とする。続くステップＳ１２では、充電スイッチ４４をオン操作する。このオン操作は、充電スイッチ４４をオン操作してから経過した時間である充電時間が所定期間Ｔｍａｘ１に達する（ステップＳ１４）か、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が上限値Ｉｍａｘ１になるまで（ステップＳ１６）継続される。そして、充電スイッチ４４がオフ操作されると（ステップＳ１８）、このオフ操作は、電流量が下限値（「０」より大きい値）以下となるまで少なくとも継続される（ステップＳ２０）。そして、電流量が下限値以下となると、上記カウンタをインクリメントする（ステップＳ２２）。そして、カウンタ値が所定回数となるまでステップＳ１２からステップＳ２２までの処理を繰り返す（ステップＳ２４）。ここで、所定回数は、ピエゾ素子Ｐａの変位に顕著に振動が生じる期間を判定するためのものである。本実施形態では、先の図３に示したように、所定回数は、３回とされている。
【００６６】
一方、カウンタ値が所定回数以上となると、電流量がゼロとなるまでオフ操作を継続する（ステップＳ２６）。これらステップＳ１２からステップＳ２６の処理は、ピエゾ素子Ｐａの電圧が目標電圧Ｖｍａｘ以上となるまで行われる（ステップＳ２８）。
【００６７】
図８に、放電制御の処理手順を示す。
【００６８】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、オン・オフ操作の回数をカウントするカウンタＮを初期値（「１」）とする。続くステップＳ３２では、放電スイッチ５０をオン操作する。このオン操作は、放電スイッチ５０をオン操作してから経過した時間である放電時間が所定期間Ｔｍａｘ２に達する（ステップＳ３４）か、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が上限値Ｉｍａｘ２になるまで（ステップＳ３６）継続される。そして、放電スイッチ５０がオフ操作されると（ステップＳ３８）、このオフ操作は、電流量が下限値（「０」より大きい値）以下となるまで少なくとも継続される（ステップＳ４０）。そして、電流量が下限値以下となると、上記カウンタをインクリメントする（ステップＳ４２）。そして、カウンタ値が所定回数となるまでステップＳ３２からステップＳ４２までの処理を繰り返す（ステップＳ４４）。ここで、所定回数は、ピエゾ素子Ｐａの変位に顕著に振動が生じる期間を判定するためのものである。本実施形態では、先の図３に示したように、所定回数は、３回とされている。
【００６９】
一方、カウンタ値が所定回数以上となると、電流量がゼロとなるまでオフ操作を継続する（ステップＳ４６）。これらステップＳ３２からステップＳ４６の処理は、ピエゾ素子Ｐａの電圧が目標電圧Ｖｍｉｎ以下となるまで行われる（ステップＳ４８）。ちなみに、ピエゾ素子Ｐａの放電制御の完了時には、上記電圧が「０Ｖ」となることが望ましい。ただし、目標電圧Ｖｍｉｎを「０Ｖ」と設定すると、ピエゾ素子Ｐａの電圧が略「０Ｖ」となっているにもかかわらず、再度ステップＳ３２からステップＳ４６の処理が繰り返されるようになる。これを回避すべく、本実施形態では、目標電圧Ｖｍｉｎにマージンを設け、これを「０Ｖ」よりもわずかに大きな値に設定している。
【００７０】
なお、上記充電制御や放電制御においては、基本的にピエゾ素子Ｐａ及び充放電コイル４６によって構成される直列ＬＣ共振回路に電流が流れる。このため、その電流は正弦波形状となる。そこで、本実施形態では、上記所定期間Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２をＬＣ共振回路の時定数に比べて十分に短く設定することで、オン操作時の電流量の増加速度が略一定となるようにしている。
【００７１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７２】
（１）充電制御及び放電制御ともに、オン・オフ操作の初期において、オフ操作からオン操作への切り替えを、電流量がゼロとなる前に行うことでピエゾ素子Ｐａの振動を好適に抑制することができる。また、その後、オフ操作からオン操作への切り替えを、電流量がゼロとなることで行うようにすることで、この切り替えを充電制御及び放電制御の間継続して電流量がゼロとなる前に行う場合に生じる諸問題を好適に抑制することも可能となる。
【００７３】
（２）オン操作からオフ操作への切り替えを、オン操作としてから所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２経過するときに行うようにした。これにより、オン・オフ操作を繰り返すにつれて、電流量の増加速度が低下することで上限値に達することができなくなったとき等でも、充電制御や放電制御を好適に行うことができる。すなわち、所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２による切り替えを行わない場合には、電流量が上限値に達することができなくなると、オフ操作ができないために多量の電荷がピエゾ素子に投入されてしまい、最終的にピエゾ素子Ｐａに印加される電圧値の精度が低下する。これに対し、本実施形態では、電流量が低下する前にオフ操作に切り替える設定とすることで、精度の低下を回避することができる。また、上記増加速度が低下すると、電流量が略正弦波形状となるため、ピエゾ素子Ｐａが振動する。これに対し、本実施形態では、オン・オフ操作の後期において、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧の変化を緩やかな傾斜とすることができ、ひいてはピエゾ素子Ｐａの充電制御や放電制御を安定して終了することができる。
【００７４】
更に、所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ経過後にオン操作からオフ操作への切り替えを行うことで、オン・オフ操作の終了時の最後のオン操作からオフ操作へ切り替えた時の電流量が低減される。このため、ピエゾ素子Ｐａの最終印加電圧（充電エネルギ又は放電時のピエゾ素子Ｐａのエネルギ）を目標値に制御する際の制御精度を向上させることもできる。
【００７５】
（３）オン操作からオフ操作への切り替えを、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が所定の上限値まで達するときに行うようにした。これにより、上記所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘを、オン・オフ操作の後期においてもピエゾ素子Ｐａの充電制御や放電制御を適切に行うことのできる値に設定しつつも、オン・オフ操作の初期の電流量が過剰となることを回避することができる。
【００７６】
すなわち、オン・オフ操作の開始直後は、電流量の増加速度が大きなものとなる。このため、所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２にわたってオン操作を行おうとした場合、所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２の設定態様によっては電流量が過剰となる懸念がある。そして、所定期間Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２を短く設定することで、こうした懸念を回避する場合には、オン・オフ操作の後期においてオン時間が過度に短くなり、電流量がほとんど上昇することがないままオフ操作へ切り替えられることがある。この場合、充電時間や放電時間が長くなり、充電制御や放電制御を適切に行うことができない。この点、上記切り替えを行う条件として、所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２経過するときとの条件に加えて、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が所定の上限値まで達するときとの条件を適用することでこうした問題を回避することができる。
【００７７】
（４）オン・オフ操作の回数に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。これにより、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなるタイミングで行ったときにピエゾ素子Ｐａの振動が顕著なものとなる期間を、適切に把握しつつ、上記各操作を行うことができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７９】
上記第１の実施形態では、オン・オフ操作の回数に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。これに対し、本実施形態では、オン・オフ操作を開始してから経過した時間に基づき、上記タイミングを決定する。
【００８０】
すなわち、図９に充電制御時について例示するように、オン・オフ操作を開始してから、所定時間Ｔが経過した後に、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうようにする。これは、充電制御については、例えば先の図７の処理において、ステップＳ１０、Ｓ２２を省き、ステップＳ２４の代わりに、オン・オフ操作を開始してからの経過時間を所定時間Ｔと比較する処理を設けることで実現してもよい。また、放電制御については、例えば先の図８の処理において、ステップＳ３０、Ｓ４２を省き、ステップＳ４４の代わりに、オン・オフ操作を開始してからの経過時間を所定時間Ｔと比較する処理を設けることで実現してもよい。
【００８１】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００８２】
（５）オン・オフ操作を開始してから経過した時間に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。これにより、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなるタイミングで行ったときにピエゾ素子の振動が顕著なものとなる期間を適切に把握しつつ、上記各操作を行うことができる。
【００８３】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８４】
上記第１の実施形態では、オン・オフ操作の回数に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。これに対し、本実施形態では、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧に基づき、上記タイミングを決定する。
【００８５】
すなわち、図１０に充電制御時について例示するように、オン・オフ操作の開始に伴いピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧が閾値Ａ以上となると、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうようにする。これは、充電制御については、例えば先の図７の処理において、ステップＳ１０、Ｓ２２を省き、ステップＳ２４の代わりに、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧と閾値Ａとを比較する処理を設けることで実現してもよい。また、放電制御については、例えば先の図８の処理において、ステップＳ３０、Ｓ４２を省き、ステップＳ４４の代わりに、ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧と閾値Ａとを比較する処理を設けることで実現してもよい。
【００８６】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００８７】
（６）ピエゾ素子Ｐａの高電位となる端子側の電圧に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定するようにした。これにより、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなるタイミングで行ったときにピエゾ素子の振動が顕著なものとなる期間を適切に把握しつつ、上記各操作を行うことができる。
【００８８】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８９】
上記第１の実施形態では、オン操作からオフ操作への切り替えを、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が所定の上限値に達するときと、オン操作としてから所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２経過するときとに行うようにした。これに対し、本実施形態では、オン操作からオフ操作への切り替えを、オン操作をしてから所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２経過するときに行うようにする。
【００９０】
この場合、図１１に充電制御時について例示するように、オン操作時間が一定となるため、電流量のピーク値はオン・オフ操作の回数を重ねるにつれて低下していく。これは、充電制御については、例えば先の図７の処理において、ステップＳ１６を省き、ステップＳ１４において、充電時間が所定期間Ｔｍａｘ１となるまで待機するようにすればよい。また、放電制御については、例えば先の図８の処理において、ステップＳ３６を省き、ステップＳ３４において、放電時間が所定期間Ｔｍａｘ２となるまで待機するようにすればよい。
【００９１】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果が得られるようになる。
【００９２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９３】
・上記第1の実施形態では、オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行うタイミングを決定するオン・オフ操作の回数を「３」としたが、これに限らず、例えば図１２に示すように「２」としてもよい。
【００９４】
・上記第２及び第３の実施形態においても、上記第４の実施形態によるように、オン操作からオフ操作への切り替えを行う条件から、ピエゾ素子Ｐａを介して流れる電流量が所定の上限値に達するときとの条件を省いてもよい。
【００９５】
・上記第１〜第３の実施形態において、オン操作からオフ操作への切り替えを行う条件から、オン操作をしてから所定期間Ｔｍａｘ１，Ｔｍａｘ２経過するときとの条件を省いても、先の第１の実施形態の上記（１）、（４）の効果や、先の第２の実施形態の上記（５）の効果、先の第３の実施形態の上記（６）の効果を得ることはできる。
【００９６】
・オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとならないときに行う際の、切り替えを行う電流量は、毎回一定でなくてもよい。
【００９７】
・オフ操作からオン操作への切り替えを電流量がゼロとなることで行なうタイミングを決定する手法としては、上記第１〜第３の実施形態で例示したものに限らない。例えばオン操作時の電流の増加速度に基づいて決定してもよい。
【００９８】
・充電制御や放電制御においてオン・オフ操作を終了するタイミングを決定する手法は、先の図７のステップＳ２８や図８のステップＳ４８に例示したものに限らない。例えば、オン操作の終了時において先の図７のステップＳ２８や図８のステップＳ４８に例示した処理を行なってもよい。
【００９９】
・燃料噴射弁ＰＩとしては、先の図２に例示したものに限らない。例えば図１３に例示するものであってもよい。図１３では、先の図２と同一の部材については便宜上同一の符号を付している。図１３に示す燃料噴射弁では、高圧燃料通路１８（背圧室２０）からの燃料が、バルブ７０をボディ１０の先端側へ押す力と、バルブ７０をバルブシート部３０側へ押す力とが互いに逆方向となっている。特に、これら互いに逆方向の燃圧が印加される面積を互いに等しくすることで、ピエゾ素子Ｐａによってボール２６を変位させるために必要なエネルギを大幅に低減することができる。
【０１００】
・ピエゾ素子Ｐａを駆動する駆動回路としては、先の図１に例示したものに限らない。例えば充電スイッチ４４や放電スイッチ５０としては、ＮチャネルＭＯＳトランジスタを備えるものに限らず、適宜のスイッチング素子であってもよい。ただし、この場合、（イ）充電制御時に充電スイッチのオフ操作に際して充放電コイル４６からの電流がピエゾ素子Ｐａへ流れることを許容し、且つ逆方向の電流の流れを阻止する整流手段や、（ロ）放電制御時に放電スイッチのオフ操作に際してピエゾ素子Ｐａからの電流が充放電コイル４６を介して接地側へと流れることを許容し、且つ逆方向の電流の流れを阻止する整流手段を別途備えることが望ましい。また、充放電コイル４６を介してピエゾ素子Ｐａに電力を供給する給電手段としては、コンデンサ４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、及びバッテリＢを備えて構成されるものに限らない。例えばコンデンサ４２を備えなくても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の昇圧電圧を用いてピエゾ素子Ｐａに適切な電圧の電力を供給することはできる。また、例えば、バッテリＢの電圧が十分に高いならＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備えなくてもよい。
【０１０１】
・燃料噴射弁としては、ディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射弁に限らず、例えば筒内噴射式ガソリンエンジンに用いられる燃料噴射弁などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明にかかるピエゾアクチュエータの駆動装置の第１の実施形態の全体構成を示す図。
【図２】同実施形態の燃料噴射弁の断面構成を示す断面図。
【図３】同実施形態におけるピエゾ素子の充電制御及び放電制御を示すタイムチャート。
【図４】同実施形態の充電制御態様を示す図。
【図５】同実施形態の放電制御態様を示す図。
【図６】同実施形態の充電制御を説明するためのタイムチャート。
【図７】同実施形態の充電制御の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の放電制御の手順を示すフローチャート。
【図９】第２の実施形態の充電制御態様を示すタイムチャート。
【図１０】第３の実施形態の充電制御態様を示すタイムチャート。
【図１１】第４の実施形態の充電制御態様を示すタイムチャート。
【図１２】上記第１の実施形態の変形例における充電制御態様を示すタイムチャート。
【図１３】上記第１の実施形態の変形例における燃料噴射弁の断面構成を示す断面図。
【図１４】従来のピエゾアクチュエータの駆動装置の構成を示す図。
【図１５】上記従来の駆動装置によるピエゾ素子の充電制御及び放電制御を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｐａ…ピエゾ素子、ＰＩ…燃料噴射弁、Ｂ…バッテリ、１…電子制御装置、２…制御回路、４２…コンデンサ、４４…充電スイッチ、４６…充放電コイル、５０…放電スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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